摘要 隨著公路事業(yè)迅猛發(fā)展，山區(qū)交通狀況得到了較大改善，但山區(qū)、丘陵地區(qū) 由于地形所限，公路更多地沿江、河、湖、水庫布置線路，不可避免地形成大量 的庫岸路基。由于庫岸路基所處環(huán)境特殊，路基失穩(wěn)與變形破壞頻繁發(fā)生。庫岸 路基穩(wěn)定性分析與普通路基有顯著差別，論文依托交通部西部交通建設(shè)科技項目 “山區(qū)庫岸公路路基穩(wěn)定技術(shù)研究”( 編號：2 0 0 8 3 1 8 7 4 0 0 6 ) ，在總結(jié)已有研究成 果的基礎(chǔ)上，采用理論分析、大型物理模擬試驗、實體工程應(yīng)用等方法和手段， 對山區(qū)公路庫岸路基穩(wěn)定及防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為深入的研究，論文的主要研究成 果如下： 從地質(zhì)因素和非地質(zhì)因素兩個方面系統(tǒng)分析了影響庫岸路基穩(wěn)定性的主 要因素。從路基所處的特殊環(huán)境出發(fā)，較深入地解析庫水與地下水作用下庫岸路 基的失穩(wěn)機(jī)理。 推導(dǎo)了考慮滲流力的瑞典條分法和簡化b i s h o p 條分法計算公式，作為庫 岸路基穩(wěn)定性評價方法。從局部和整體兩個方面分析了庫岸路基防護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 性。 在對庫岸路基典型防護(hù)結(jié)構(gòu)型式以及新型防護(hù)技術(shù)分析對比的基礎(chǔ)上， 選定了石籠擋墻、加筋土墻、自嵌式擋墻三種防護(hù)結(jié)構(gòu)作為大型物理模擬試驗的 原型結(jié)構(gòu)物，建立相應(yīng)的物理試驗?zāi)Ｐ汀?由于庫水作用，巖土體抗剪強(qiáng)度c 、9 值的降低對路基穩(wěn)定性也是不利的。 結(jié)合模型試驗，通過試驗數(shù)據(jù)對比，研究了庫水位動態(tài)變化對路基浸潤線的影響， 為庫岸路基穩(wěn)定性分析奠定基礎(chǔ)。試驗結(jié)果表明，防護(hù)結(jié)構(gòu)類型對浸潤線的影響 較小，庫水變化速率及路基填料滲透系數(shù)是影響浸潤線的主要因素。 通過變形觀測數(shù)據(jù)分析，三種防護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的抗變形能力。石籠防 護(hù)結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)承載力相對較低的庫岸路基。加筋土及自嵌式結(jié)構(gòu) 具有良好的整體穩(wěn)定性，尤其自嵌結(jié)構(gòu)具有很大的優(yōu)點，在工程中應(yīng)積極推廣使 用。此外，通過室內(nèi)試驗，還得出庫岸路基防護(hù)結(jié)構(gòu)動態(tài)破壞模式，為公路工程 及時搶修提供有利的參考價值。 關(guān)鍵詞：庫岸路基；防護(hù)技術(shù)；穩(wěn)定性分析；物理模擬試驗 a bs t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y sh i g h w a y , t h em o u n t a i n o u sa r e at r a f f i c c o n d i t i o n sh a v ei m p r o v e dg r e a t l ym a n yh i g h w a y sw e r ed e s i g n e da l o n gr i v e r s ，l a k e s a n dr e s e r v o i rb e c a u s eo ft h er e s t r i c t i o no fl a n d f o r mi nm o u n t a i n o u sa r e a sa n dh i l l y c o u n t r y , i n e v i t a b l yf o r m i n gal a r g en u m b e ro fr e s e r v o i rb a n ks u b g r a d e b e c a u s eo ft h e s p e c i a le n v i r o n m e n tt or e s e r v o i rb a n ks u b g r a d e ，i n s t a b i l i t ya n dd e f o r m a t i o nf a i l u r e f r e q u e n t l yo c c u r r e d t h e r ei sar e m a r k a b l ed i f f e r e n c ei ns t a b i l i t ya n a l y s i sb e t w e e n c o n v e n t i o n a ls u b g r a d ea n dr e s e r v o i rb a n ks u b g r a d e t h e r e f o r e ，r e l y i n go nb a s i c r e s e a r c hp r o j e c t so ft h em i n i s t r yo fc o m m u n i c a t i o n s ”m o u n t a i nr e s e r v o i rb a n k s s u b g r a d es t a b i l i z a t i o nt e c h n o l o g yr e s e a r c h ”( n o 2 0 08 318 7 40 0 6 ) b a s e do n e x i s t i n gr e s e a r c h ，u s e t h e o r e t i c a l a n a l y s i s ，l a r g e s c a l e s i m u l a t i o n e x p e r i m e n t , e n g i n e e r i n ge n t i t ya p p l i c a t i o na n do t h e rr e s e a r c hm e t h o d sa n dm e a n st or e s e a r c h s t a b i l i t ya n dp r o t e c t i o ns t r u c t u r eo ft h er e s e r v o i rb a n ks u b g r a d ei nt h ef o l l o w i n g a s p e c t s ： a n a l y s i so nt h em a i nf a c t o r si m p a c t i n gt h es t a b i l i t yo fr e s e r v o i rb a n k s u b g r a d ei sc o n d u c t e di ng e o l o g i c a la n do t h e ra s p e c t s b a s eo nt h e s p e c i a l e n v i r o n m e n t ，a ni n d e p t he x p l a n a t i o ni sg i v e nw i t hr e g a r dt ot h ei n s t a b i l i t ym e c h a n i s m o fr e s e r v o i rb a n k sr e s u l t e df r o mf o r c e si m p o s e d b yr e s e r v o i rw a t e ra n dg r o u n d w a t e r a l s ot h i sp a p e rd e d u c e dt h es w e d e ns l i c em e t h o da n ds i m p l i f i e db i s h o p s l i c em e t h o do ns t a b i l i t ya n a l y s i sm e t h o df o rr e s e r v o i rb a n k ss u b g r a d e s t a b i l i t ya n d p r o t e c t i o ns t r u c t u r eo f t h er e s e r v o i rb a n ks u b g r a d ea r ea n a l y z e df r o mt h ep a r ta n dt h e w h o l ea s p e c t s b a s e do na n a l y s i sa n dc o m p a r i s o nw i t ht h er e s e r v o i rb a n kp r o t e c t i o n s t r u c t u r ea n dt h en e w p r o t e c t i o nt e c h n o l o g y , s e l e c tt h r e ek i n d so fp r o t e c t i o ns t r u c t u r e i n c l u d i n gg a b i o nr e t a i n i n gw a l l s ，r e i n f o r c e de a r t hr e t a i n i n gw a l l ，s e l f - i n t e rl o c k s t r u c t u r er e t a i n i n gw a l la sp r o t o t y p ef o r l a r g e s c a l e s i m u l a t i o ne x p e r i m e n ta n d e s t a b l i s h e dt h ec o r r e s p o n d i n gp h y s i c a lt e s tm o d e l d u et ot h ea c t i o no fr e s e r v o i rw a t e r , r e d u c t i o no fs h e a rs t r e n g t h ( c 、p ) o f r o c k s o i lm a s sm a yb eu n f a v o r a b l ef o rs u b g r a d es t a b i l i t y a c c o r d i n gt h ec o m p a r a t i v e a n a l y s i so ft e s td a t aa n dc o m b i n a t i o nw i t hm o d e lt e s t st os t u d yt h ed y n a m i cc h a n g eo f r e s e r v o i rw a t e rl e v e lo nt h ei m p a c to fs u b g r a d es a t u r a t i o nl i n et ol a yaf o u n d a t i o nf o r s t a b i l i t ya n a l y s i so fr e s e r v o i rb a n ks u b g r a d e t e s t ss h o wt h a tt y p e so fp r o t e c t i v e s t r u c t u r eh a v el i t t l ee f f e c to nt h es a t u r a t i o nl i n e ，r e s e r v o i rw a t e rl e v e lf l u c t u a t i o na n d s u b g r a d ep a d d i n g a r et h em a i nf a c t o r sa f f e c t i n gs a t u r a t i o nl i n e i ti sr e v e a l e dt h a tt h ea n t id e f o r m a t i o nc a p a c i t yo ft h r e ek i n d sp r o t e c t i o n s t r u c t u r eta saw h o l ea r es u i t a b l et ot h ed e m a n do ft h ep r o j e c t w i t ht h er e s e r v o i r w a t e rl e v e lf l u c t u a t i o ng a b i o np r o t e c t i o ns t r u c t u r ep r o d u c ec e r t a i nd i s t o r t i o na s f l e x i b l es t r u c t u r e d i s t o r t i o no fr e i n f o r c e dw a l la n ds e l f - i n t e rl o c ks t r u c t u r er e t a i n i n g w a l lh a v eg o o do v e r a l ls t a b i l i t y , e s p e c i a l l yt h es e l f - i n t e rl o c ks t r u c t u r eh a sg r e a t a d v a n t a g e i nt h ep r o j e c ts h o u l db ew i d e l yu s e d t h r o u g hl a b o r a t o r yt e s t s ，a l s oo b t a i n e d s t r u c t u r a ld y n a m i cr e s e r v o i rb a n ks u b g r a d ep r o t e c t i o ns t r u c t u r ef a i l u r em o d ef o rr o a d r e p a i rw o r k si nt i m et op r o v i d ef a v o r a b l er e f e r e n c e k e yw o r d s ：r e s e r v o i rb a n ks u b g r a d e ；p r e v e n t i o nt e c h n o l o g y ；s t a b i l i t ya n a l y s i s ； p h y s i c a ls i m u l a t i o ne x p e r i m e n t 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究 工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人 或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體， 均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名： 日期：多矽年年月7 日 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保 留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本人授權(quán)重慶交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索， 可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時授權(quán)中國科 學(xué)技術(shù)信息研究所將本人學(xué)位論文收錄到中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行信 息服務(wù)( 包括但不限于匯編、復(fù)制、發(fā)行、信息網(wǎng)絡(luò)傳播等) ，同時本人保留在其 他媒體發(fā)表論文的權(quán)利。 學(xué)位論文作者簽名：墩 日期：力f 。年牛月7 日 指導(dǎo)教師簽名：l 司廖功冬 日期珈7 護(hù)年夠月7 日 本人同意將本學(xué)位論文提交至中國學(xué)術(shù)期刊( 光盤版) 電子雜志社刪系 列數(shù)據(jù)庫中全文發(fā)布，并按中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程規(guī) 定享受相關(guān)權(quán)益。 學(xué)位論文作者簽名： 日期9 年 午 f j ，) 日 1 第一章緒論 1 1 問題的提出 第一章緒論 我國地域廣闊，水系龐大復(fù)雜，有長江、黃河、淮河、太湖、珠江、松遼、 海河等七大流域，并擁有眾多的湖泊，面積1 平方公里以上的湖泊就有2 7 0 0 多個， 總面積約9 萬平方公里。截止2 0 0 0 年底，共修建了8 5 1 2 0 水庫，其中大型水庫4 2 0 座，中型水庫2 7 0 4 座，小型水庫8 1 9 9 6 座【lj 。大的河流、水庫區(qū)域內(nèi)的公路大部 分依河岸、庫岸延伸，一面傍山，一面臨水，并且絕大多數(shù)路基采用半挖半填式， 一側(cè)即為庫岸，成為庫岸路基。目前無論是國家干線公路網(wǎng)，還是龐大的農(nóng)村公 路網(wǎng)，都處于快速建設(shè)期，庫岸路基從公路選線上看具有特殊的優(yōu)越性，因此公 路將更多地沿江、河、湖、水庫布置路線，不可避免地也將形成大量的庫岸路基。 隨著水利水電工程建設(shè)，水庫蓄水運行后，庫岸公路路基水文地質(zhì)條件將發(fā) 生改變。水庫的水源補給多為季節(jié)性河流和降雨，受山區(qū)地形、地貌、地質(zhì)條件 限制，具有水流情況復(fù)雜、流速高、汛期沖刷強(qiáng)等特點，尤其庫岸彎曲路段汛期 沖刷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于順直路段。也就是說水的存在不僅造成了庫岸路基遭受水的沖刷， 還改變了路基的地下水動力條件，部分庫岸巖土體由不飽和轉(zhuǎn)為飽和，巖土體中 超孔隙水壓力升高，這將導(dǎo)致庫岸路基巖土體的工程性質(zhì)發(fā)生劣化，抗剪強(qiáng)度大 幅度下降，進(jìn)而導(dǎo)致庫岸路基穩(wěn)定性降低，造成路基的動態(tài)變形、失穩(wěn)、破壞頻 繁發(fā)生乜 4 1 ，影響了公路運營的正常進(jìn)行。因此在公路建設(shè)中，需要大量采用防 護(hù)支擋結(jié)構(gòu)以維持路基邊坡的穩(wěn)定。 大量庫水通過滲透進(jìn)入庫岸路基邊坡內(nèi)，使路基土體強(qiáng)度降低，同時產(chǎn)生一 定的滲流力，土體強(qiáng)度降低和滲流力兩者的共同作用使路基邊坡的穩(wěn)定性降低而 產(chǎn)生破壞。2 0 世紀(jì)9 0 年代以來，每年我國公路受水侵害直接經(jīng)濟(jì)損失仍達(dá)數(shù)十億 元人民幣，而且呈逐年上升的趨勢。根據(jù)有關(guān)資料表明，1 9 9 4 年全國公路受水侵 害損失3 7 億元，1 9 9 6 年達(dá)到6 9 億元，1 9 9 8 年達(dá)到9 1 億元，目前每年公路受水 侵害直接經(jīng)濟(jì)損失超過1 0 0 億元人民幣，其中山區(qū)公路庫岸路基損失占很大比重。 對庫岸路基破壞的調(diào)查表明，在同樣的庫岸條件和水位下，不同的庫岸路基防護(hù) 型式經(jīng)濟(jì)損失是不同的，故對不同工程地質(zhì)情況的庫岸路基防護(hù)型式研究顯得尤 為重要。 庫岸路基結(jié)構(gòu)防護(hù)型式已有很多種類，主要有直接防護(hù)措施：石砌( 干砌或 漿砌) 護(hù)坡、浸水擋土墻以及各種坡腳工程( 如坡腳拋石、堆石、石籠、阻水堤 等) 等建筑物。它們直接依附于路基，對山區(qū)峽谷、彎曲河流較為適宜。但是這 2 第一章緒論 類防護(hù)工程一旦被水沖毀，將直接危及路基安全。間接防護(hù)措施：護(hù)岸丁壩、丁 壩群、橋梁導(dǎo)流堤等挑流導(dǎo)流建筑物。這些建筑物伸入水庫、河道，侵占一部分 水流斷面，改變水流結(jié)構(gòu)，使水流偏離被防護(hù)的岸線或?qū)_刷段變?yōu)橛俜e段，以 達(dá)到防護(hù)目的。這些結(jié)構(gòu)物受到水流的強(qiáng)烈沖刷，丁壩壩頭等部位即使被沖毀， 也不至于立即危及公路安全運行，達(dá)到路基防護(hù)的目的。 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 從調(diào)查統(tǒng)計資料來看，主要有四類庫岸路基：路基為天然岸坡的巖體或松 散堆積體；填方路堤；挖方路基；在不良地質(zhì)體上修筑的路基。庫岸路 基與其它路基的顯著區(qū)別在于庫水的存在。由于水庫的水源補給多為季節(jié)性河流， 受山區(qū)地形、地貌、地質(zhì)條件限制，具有水流情況復(fù)雜、流速高、汛期沖刷強(qiáng)的 特點，尤其庫岸彎曲路段汛期沖刷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于順直路段。 坡度較陡的庫岸路基在天然狀況下是穩(wěn)定的，但水庫蓄水后由于庫水長時期 作用，容易發(fā)生大體積坍塌。如果庫岸路基是由抗沖刷性強(qiáng)的巖石組成，如厚層 完整砂巖，即使沒有防護(hù)也能保持穩(wěn)定。但是陡坡路基易發(fā)生坍塌，需要進(jìn)行防 護(hù)處理。各種庫岸路基垂直防護(hù)設(shè)計不僅要能夠抵抗庫水的沖刷，而且要抵抗來 自庫岸路基的土壓力和地下水壓力。因此，垂直護(hù)岸設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)的非浸水擋土 墻設(shè)計，要預(yù)先考慮地下水位與庫水位有關(guān)的極端條件。 石籠柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)在國外發(fā)展成形的一種用于防止水土流失、保持邊坡穩(wěn)定 的新型結(jié)構(gòu)，國內(nèi)在對研究應(yīng)用方面已進(jìn)行深入探討。伏永朋對石籠技術(shù)在長江 三峽三斗坪鎮(zhèn)護(hù)岸防治工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究【5 】。此外，在南方某些江河堤防和 水庫護(hù)坡中也廣泛使用。石籠擋墻在山區(qū)庫岸公路建設(shè)中具有獨特的優(yōu)勢，比剛 性和半剛性結(jié)構(gòu)有很大的優(yōu)越性，與傳統(tǒng)的重力式擋墻結(jié)構(gòu)相比有以下特點： 安全性高，抗沖刷能力強(qiáng)，適應(yīng)于承載力較低的庫岸路基，可有效解決山 區(qū)庫岸公路防沖刷的難題，保障了公路運營安全，延長了使用年限。 施工中無結(jié)構(gòu)縫，能夠緊密地結(jié)合在一起形成整體，具延展性和柔性結(jié)構(gòu) 的特點。網(wǎng)箱變形能力強(qiáng)，對地基承載力要求不高，能很好地適應(yīng)路基的不均勻 沉降。 石籠結(jié)構(gòu)具有透水性特點，可將路基中地下水有效排出，能有效消除孔隙 水壓力帶來的不利影響。 引入了生態(tài)防護(hù)的理念，能有效減小對環(huán)境的不利影響，利于環(huán)境保護(hù)。 在新型式探索方面，王南海等人做了新型護(hù)岸技術(shù)四面六邊透水框架群 在長江護(hù)岸工程中的應(yīng)用研究工作，通過室內(nèi)試驗和工程現(xiàn)場試驗，證實四面六 第一章緒論 邊透水框架群有很好的消能、減速、緩沖、落淤作用，它可以改變江岸沖勢為緩 沖或淤勢，保護(hù)了江岸，可用于防止條崩的發(fā)生，亦可用于窩崩口的治理，是一項 值得推廣的護(hù)岸新技術(shù)哺，。 此外，加筋土防護(hù)技術(shù)也得到了深入研究，應(yīng)用到內(nèi)河碼頭及護(hù)岸工程中， 并提出了設(shè)計理論及施工方案。實踐證明，加筋土結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀、 施工方便快速、節(jié)約造價等顯著優(yōu)點，可以在內(nèi)河港口碼頭及公路庫岸路基工程 中推廣應(yīng)用h 8 1 。鄧方明分析了穩(wěn)定滲流場情況下不同水位對護(hù)岸加筋土擋墻的影 響和非穩(wěn)定滲流場情況下不同降速對加筋土擋墻的影響的加筋擋墻作了流固耦合 計算分析，取得了一些具有理論價值和工程應(yīng)用價值的成果蹭1 。 文獻(xiàn) 1 0 提出了優(yōu)凝舒布洛克自嵌式景觀擋土墻在水利工程中的應(yīng)用，近年 來自嵌式擋土墻在工程中的應(yīng)用范圍已發(fā)展到橋臺、建筑物基礎(chǔ)、海堤、海港護(hù) 岸以及水壩等。自嵌式擋土墻是一種新型支擋結(jié)構(gòu)，它由各種形狀的自嵌式擋土 塊干砌形成的墻體，更能適應(yīng)環(huán)境變化與景觀要求，這是自嵌式結(jié)構(gòu)的顯著特點。 它是從加筋擋土墻延伸出一種新型復(fù)合結(jié)構(gòu)物。目前應(yīng)用較多的為南京優(yōu)凝舒布 洛克公司生產(chǎn)的自嵌塊體，它在塊體后緣做成凸型，使人工干壘時墻面與垂直水 平直接形成一定角度，然后再插入錨固棒。安裝時，采用錯位干壘，凸型后緣的 塊體能相互卡住，而錨固棒施工時插入另一塊面板的預(yù)留插孔內(nèi)。這兩種連接法 比兩端都是自由連接的施工方式方便，安裝容易，同時施工質(zhì)量也得到保證。優(yōu) 凝舒布洛克自嵌式景觀擋土墻系統(tǒng)適用河道、湖泊、海岸等對軟地基、抗震要求 高、水流沖刷力大的高墻體3 。劉鷹在總結(jié)自嵌擋加筋土墻的過程中提出了內(nèi)部 穩(wěn)定的設(shè)計與施工，具體分析了自嵌加筋土擋士墻外部穩(wěn)定、內(nèi)部穩(wěn)定、局部穩(wěn) 定和圓弧滑動穩(wěn)定四種破壞模式( 其中外部穩(wěn)定包括整體滑動、傾覆地基承載力 和沉降) 及圓弧滑動穩(wěn)定與一般重力式擋土墻相同，而局部穩(wěn)定僅與面層塊體的 特性有關(guān)n 射。這些理論為完善庫岸路基防護(hù)結(jié)構(gòu)具有很重要的作用，此外也提出 了加筋土與自嵌結(jié)構(gòu)的復(fù)合式防護(hù)結(jié)構(gòu)。 此外，文獻(xiàn) 1 3 提出了h 型砌塊擋土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)突出特點是適用于缺乏 石料的地區(qū)，特別適合追求美觀的防護(hù)區(qū)域或者用于建設(shè)高度在5 m 以下的路肩 墻、路塹墻、路堤墻。未來的擋土墻要求盡量的減少占地面積，同時減少挖填方 工程量，特別是在庫岸路基建設(shè)中，這一點尤為重要。一旦占地較大，或者挖填 方過大，就會造成擋土墻成本增加，經(jīng)濟(jì)效益低下。 第一章緒論 a ) 自嵌結(jié)構(gòu)典型斷面b ) 工程應(yīng)用 ( c ) 自嵌原理詳圖( d ) 施工詳圈 圍l 】自嵌式防護(hù)結(jié)構(gòu) f i 9 1 ls d f - i m e r l o c ks t r u c t u r e 生態(tài)防護(hù)技術(shù)是隨著世界范圍內(nèi)高速公路建設(shè)而興起的一門工程技術(shù)。不同 于傳統(tǒng)的工程防護(hù)技術(shù)，生態(tài)防護(hù)技術(shù)充分利用植物自身特點并結(jié)合必要的工程 防護(hù)起到工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)兼顧的目的。在越米越重視環(huán)境保護(hù)和生活質(zhì)錄的 今天，生態(tài)防護(hù)已成了公路邊坡防護(hù)的一種趨勢，代表著邊坡防護(hù)的發(fā)展方向。 生態(tài)防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用在罔外發(fā)達(dá)國家已有很長的歷史，如美國于1 9 3 6 年在南加利 福尼亞州的a n g e l e sc r e s t 公路邊坡治理中就應(yīng)用生態(tài)防護(hù)技術(shù)。高速公路邊坡工 程在我國目前沒有成功的經(jīng)驗和定型模式，更無技術(shù)規(guī)范可循，也沒有專門的設(shè) 計單位和施工隊伍，多依賴于園林部門和高等農(nóng)林院校，但往往由于高速公路的 特殊性，在諸多方面造成了浪費和不合理現(xiàn)象。一方面表現(xiàn)在旖工過程中采用傳 統(tǒng)的邊坡防護(hù)治理措施，大量使用工程防護(hù)，生態(tài)防護(hù)只是其中的點綴作用，忽 視了植物的防護(hù)功能；另一方而表現(xiàn)在以往片面強(qiáng)調(diào)了植物的景觀功能，而對邊 坡的穩(wěn)定性考慮不足，往往有防護(hù)過后失穩(wěn)的情況發(fā)生。此外，國內(nèi)的研究人多 贈 豆；。 蓋 芽一蘭一 感一三主 目壁肆鞋蟹 !目笪感一 魍 工q 一 第一章緒論 集中于水土保持學(xué)的研究而忽略了坡面植物根系的工程力學(xué)特性及植物防護(hù)與工 程防護(hù)相結(jié)合的研究，因而防護(hù)理論遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于防護(hù)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展n 翮。 綜上所述，庫岸路基由于水的存在，變形和失穩(wěn)頻繁發(fā)生，與之相應(yīng)的庫岸 路基防護(hù)雖然結(jié)構(gòu)型式多樣，但缺乏對防護(hù)工程與加固結(jié)構(gòu)型式的系統(tǒng)研究。無 論從其工程應(yīng)用還是設(shè)計方法上都需要進(jìn)行深入細(xì)致的研究。通常情況下設(shè)計人 員往往根據(jù)個人經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計，使設(shè)計方法不能進(jìn)行多方案、科學(xué)的、綜合的比 較與選擇。在實踐中發(fā)現(xiàn)，公路建設(shè)過程中由于設(shè)計不能全面考慮多種因素特別 是庫岸路基設(shè)計中很多防護(hù)工程與加固措施不能滿足實際要求而出現(xiàn)在后期較大 方案調(diào)整，從而造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。 1 3 論文研究思路及技術(shù)路線 隨著各種新技術(shù)、新材料和新方法不斷涌現(xiàn)和施工工藝的發(fā)展，傳統(tǒng)的擋墻 防護(hù)技術(shù)已很難適應(yīng)現(xiàn)階段庫岸路基防護(hù)工程?？偨Y(jié)歸納現(xiàn)有各種庫岸路基防護(hù) 工程措施，對各種防護(hù)措施適宜性分析，論述不斷出現(xiàn)的各種新技術(shù)、新方法和 新材料。對山區(qū)庫岸路基防護(hù)結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行研究分析，針對庫岸路基受水位變化 影響較為明顯的特點，提出適宜于山區(qū)庫岸路基岸坡防護(hù)的結(jié)構(gòu)型式。 論文在充分調(diào)查研究現(xiàn)場基本資料和已有研究成果的基礎(chǔ)上，對山區(qū)庫岸路 基的防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和探討，并對主要影響因素進(jìn)行深入研究。主要研究思路 如下： 對山區(qū)庫岸路基進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)研，充分收集分析已有研究資料。 防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和滲流理論是論文研究的基礎(chǔ)，是確定影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的 控制因素，因此要對影響庫岸路基的主要因素進(jìn)行分析研究。 對庫水位升降規(guī)律及庫岸路基防護(hù)型式進(jìn)行深入分析是建立大型室內(nèi)物 理模擬試驗的前提。 提出物理試驗分析方法，建立滲流及變形觀測方案。首先考慮的因素為庫 水位升降，其次對不同填土類型進(jìn)行對比分析并給出相應(yīng)的防沖刷措施。 對提出的試驗規(guī)律進(jìn)行實際工程應(yīng)用，使理論充分聯(lián)系實際并加以推廣應(yīng) 用。 論文研究的技術(shù)路線見圖1 2 。 6 第一章緒論 1 4 研究內(nèi)容及成果 圖1 2 論文的技術(shù)路線 f i g 1 2r e s e a r c hr o u t ef o r t h ep a p e r 論文依托交通部西部交通建設(shè)科技項目( 2 0 0 8 3 1 8 7 4 0 0 6 ) “山區(qū)庫岸公路路基 穩(wěn)定技術(shù)研究n 引，利用教育部水利水運重點實驗室的各種試驗設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)物 理試驗。通過山區(qū)庫岸公路路基穩(wěn)定及防護(hù)技術(shù)模擬試驗，主要進(jìn)行以下幾方面 研究： 山區(qū)庫岸路基在升降速率動態(tài)變化作用下的穩(wěn)定特性。試驗通過模擬不 同庫水位升降速率，監(jiān)測庫岸路基浸潤線的動態(tài)變化，分析升降速率對路基穩(wěn)定 性的影響。 防護(hù)結(jié)構(gòu)對庫岸路基穩(wěn)定性的影響。試驗選擇石籠擋墻、加筋土墻、自 嵌式三種典型防護(hù)結(jié)構(gòu)和粉砂、碎石粘土兩種典型路基填料綜合分析防護(hù)結(jié)構(gòu)對 庫岸路基穩(wěn)定性的影響。 庫岸路基在動水位下的穩(wěn)定與變形特征。研究庫水位變化對路基穩(wěn)定性 第一章緒論 7 的影響，重點觀測防護(hù)結(jié)構(gòu)在庫水變化過程中路基地下水浸潤規(guī)律及防護(hù)結(jié)構(gòu)的 變形特征。 論文是在充分調(diào)研重慶山區(qū)庫岸路基地質(zhì)條件資料( 山區(qū)公路填土材料構(gòu)成、 國內(nèi)外常用的防護(hù)結(jié)構(gòu)型式、庫水位升降速率等方面) 的基礎(chǔ)上，選取典型庫岸 公路防護(hù)路段，結(jié)合地質(zhì)勘察資料，采用相似理論而建立的室內(nèi)模型并在此基礎(chǔ) 上開展相應(yīng)研究。通過室內(nèi)試驗得出路基土體浸潤線與升降水速率、填土類型、 防護(hù)結(jié)構(gòu)型式之間的關(guān)系，得出近似的浸潤規(guī)律?？偨Y(jié)試驗數(shù)據(jù)成果，對庫岸公 路進(jìn)行穩(wěn)定性分析，為庫岸路基防護(hù)提供參考，對目前應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)進(jìn)行 改進(jìn)優(yōu)化，提出適宜于山區(qū)庫岸公路建設(shè)的路基結(jié)構(gòu)防護(hù)型式。 8 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 應(yīng)用傳統(tǒng)原理分析庫岸路基穩(wěn)定性，必須考慮路基環(huán)境的特殊性，對傳統(tǒng)方 法進(jìn)行必要的修正。由國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可知，對庫岸路基研究的主要從庫區(qū)的地 形、地貌、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、水文條件等因素出發(fā)，研究庫岸公路 在庫水升降過程以及水流沖刷作用的破壞機(jī)理，特別是研究在庫水沖刷作用下的 路基防護(hù)結(jié)構(gòu)。而對于路基在地下水、地表水( 尤其是庫水) 等多種因素共同作 用下的失穩(wěn)破壞機(jī)理和穩(wěn)定性計算方法研究方面很少。 本章根據(jù)論文研究的技術(shù)路線，先對庫岸路基進(jìn)行穩(wěn)定性研究，然后考慮滲 流作用力的影響，利用傳統(tǒng)極限平衡法對沖刷防護(hù)后的庫岸路基進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性 分析，結(jié)合已有研究成果，給出了實用的分析方法。 2 1 浸水路基防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計理論及穩(wěn)定性分析 庫岸路基防護(hù)類型眾多，各種擋土墻結(jié)構(gòu)不僅要平衡土體壓力，還要承受較 大水流沖刷，起到穩(wěn)定路基的作用，因此對于水流沖刷嚴(yán)重和邊坡較陡的路基， 擋土墻結(jié)構(gòu)特別是重力式擋土墻仍然是應(yīng)用最廣泛的防護(hù)措施。在此類路基穩(wěn)定 性分析中，要從兩方面進(jìn)行分析：局部穩(wěn)定性分析和整體穩(wěn)定性分析。為研究方 便，這里僅選擇設(shè)立墻背直立的剛性擋土墻的路基進(jìn)行研究。分析方法對其它類 型的路基防護(hù)結(jié)構(gòu)也是適用的。 在此類路基穩(wěn)定性分析方法中，對擋土墻主動土壓力計算是進(jìn)行穩(wěn)定性分析 的前提，因此應(yīng)該先進(jìn)行土壓力計算，再對路基擋土墻穩(wěn)定性進(jìn)行分析。目前對 庫水情況下的土壓力從各方面進(jìn)行研究。傳統(tǒng)土壓力計算方法和文獻(xiàn)中的各種改 進(jìn)的計算方法對庫岸路基擋土墻土壓力計算都是有效的【1 7 、1 引。 2 1 1 局部穩(wěn)定性分析 抗滑穩(wěn)定性 為保證擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻 力抵抗擋土墻滑移的能力，用抗滑穩(wěn)定性系數(shù)疋表示，即抗滑力與滑動力之比。 如圖2 1 ，抗滑穩(wěn)定系數(shù)為： 恥罾e 券u 邶?！?式( 2 1 ) 口+l “ 式中： g 擋土墻自重；e 一墻背主動土壓力；u 一墻背水壓力；一墻體外 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 9 側(cè)水壓力；一基底摩阻系數(shù)，可通過現(xiàn)場試驗確定，或參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)取值； 【k ?！恳蝗菰S抗滑穩(wěn)定系數(shù)，應(yīng)按相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范取值。 圖2 1擋墻抗滑和抗傾覆穩(wěn)定性驗算 f i g 2 1c h e c k i n gc o m p u t a t i o no fa n t i - s l i d i n ga n da n t i o v e r t u r n i n gt or e t a i n i n gw a l l 抗滑設(shè)計應(yīng)以最不利水位為依據(jù)，由式( 2 1 ) 知u ：起抗滑作用，因此最不利 水位應(yīng)取墻體外側(cè)為0 ，而土體內(nèi)水位達(dá)到最大時，實際在水位陡降時，最危險情 況下發(fā)生。即令u ：= 0 ，則式( 2 1 ) 變?yōu)椋?k 2 尚 【疋】 引2 2 ) e 。+ u 。一 擋土墻抗滑穩(wěn)定性可按式( 2 2 ) 進(jìn)行驗算，若不滿足要求，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目?滑加固。 抗傾覆穩(wěn)定性 為保證擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性，必須驗算它抵抗墻身繞墻趾( 圖2 1 中b 點處) 向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力，用抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)用表示，即為對于墻趾的總穩(wěn)定力矩 m y 與總傾覆力矩m 。之比。 恥瓷= 鬻刪 引2 式中：z 0 擋墻自重g 相對于墻趾b 的距離；乙。一墻背水土壓力相對于墻趾b 的距離；z r ：一墻體外側(cè)水壓力相對于墻趾b 的距離；【k o 】一容許抗傾覆穩(wěn)定系 數(shù)，應(yīng)按相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范取值。 抗傾覆設(shè)計同樣應(yīng)以最不利水位為依據(jù)進(jìn)行驗算，由式( 2 3 ) 知起抗傾覆 作用，因此最不利水位應(yīng)取墻體外側(cè)為0 ，而土體內(nèi)水位達(dá)到最大時，實際發(fā)生在 水位陡降時的最危險情況。即u ：= 0 ，所以式( 2 t 3 ) 變?yōu)椋?1 0 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 恥瓷= 彘刪 北舢 擋土墻抗滑穩(wěn)定性按式( 2 4 ) 進(jìn)行驗算，如果不符合要求，應(yīng)增加適當(dāng)抗傾 覆措施。 基底應(yīng)力及合力偏心距計算 為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過地基容許承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗算，同 時，為了避免擋墻不均勻沉降，應(yīng)控制作用于擋土墻基底合力的偏心距。 圖2 2 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算 f i g 2 2c h e c k i n gc o m p u t a t i o no fb a s eb o t t o ms t r e s sa n de c c e n t r i c i t yo fr e s u l t i n gf o r c e 如圖2 2 所示，作用于基底合力的偏心距e 為： e = 詈- z 斗】 z - 皆= 墮坐等型監(jiān) 式( 2 5 ) 式( 2 6 ) i 司抗滑和抗傾覆驗算一樣，最不利位置u 2 = 0 ，因此司按f 式計算z ，： z ：紫：縐半摯監(jiān) 式( 2 在偏心荷載下，基底最大和最小法向應(yīng)力為： 三：= 墜a 塑w = b 魚b ) b ?！?加8 ) 仃1 、7 ”。 式中： n 一作用于基底合力的法向分力；z 一對墻趾的力臂；b 基底 寬度；a 一基底面積，取l m 長度墻體，a = b ；羅m 一各力對基底中性軸的力矩 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 和；w 一基底截面模量，形= b 2 6 ；e 一合力偏心距，其限制按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行；i l 一基底容許承載力。 綜上所述，對擋土墻的穩(wěn)定性驗算，最不利狀況為水位陡降。當(dāng)庫水位升高 條件下，外側(cè)水位在一定程度上對擋墻穩(wěn)定性是有利的，因此我們考慮最不利情 況，即墻體外庫水位為0m 、下降速率最高時進(jìn)行驗算。 擋土墻基礎(chǔ)沖刷深度計算 庫水流動下蝕作用是庫水侵蝕作用的主要形式之一，也是庫岸路基水毀的主 要原因之一。而最大沖刷深度將直接影響庫岸路基的安全。擋土墻的基礎(chǔ)埋置應(yīng) 該在一個安全的深度，即其埋置深度應(yīng)在最大沖刷深度之下，這樣才能保證護(hù)坡 和擋土墻的基礎(chǔ)不致因洪水沖刷而淘空，使護(hù)坡、擋土墻失去支撐而失穩(wěn)破壞。 因此最大沖刷深度的計算對確定護(hù)坡和擋土墻基礎(chǔ)埋置深度是非常重要的。 水流最大沖刷深度的主要影響因素有水深、泥沙粒徑、河寬、河彎半徑等， 長安大學(xué)采用人工彎道概化模型試驗方法進(jìn)行了不同條件下的沖刷試驗。凹岸最 大沖刷深度處的水深，可以表示為： ：1 5 0 k 。( 旦) 。2 5 3 ( 拿) 。1 8 2 ( 罷) s h 式( 2 9 ) r o 療a 式中：r o 一彎道半徑；b 一河流寬度；辦一河流水深；d 一泥沙的平均粒徑；一邊 坡沖刷折減系數(shù)。 對于如何確定在河道岸邊上修建路基防護(hù)構(gòu)造物的基礎(chǔ)埋置深度，一個非常 重要的依據(jù)就是在一定的水流流速條件下，河床的沖刷深度。對水流的最大沖刷 深度的計算可用式( 2 9 ) 進(jìn)行。 錢寧等提出各類河流彎道集中沖刷深度可以用下式表示： 一= k h 式( 2 1 0 ) 式中：k 為沖刷深度系數(shù)，可采用l a c e y 提供的k 值：平緩彎道k = 1 5 ，陡彎k = 1 7 5 ，直角急彎k = 2 0 ，垂直庫岸或墻k = 2 2 5 。 因此，若路線位于河彎凹岸，采用護(hù)坡和擋土墻對庫岸路基進(jìn)行沖刷防護(hù)時， 護(hù)坡和擋土墻的基礎(chǔ)埋深需根據(jù)河彎凹岸最大沖刷深度確定，則河彎凹岸最大沖 刷深度成為護(hù)坡和擋土墻的重要設(shè)計參數(shù)之一，可以利用式( 2 1 0 ) 計算不同條件 下的河彎凹岸最大沖刷深度k 。如果結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)埋深小于河流彎道的最大沖刷深 度，應(yīng)對結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)做進(jìn)一步的防護(hù)措施，以確保結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。 2 1 2 整體穩(wěn)定性分析 當(dāng)土質(zhì)地基強(qiáng)度不高，或是有軟弱夾層時，有可能存在擋墻地基整體失穩(wěn)破 1 2 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 壞的可能，因此在對局部穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上，需要對路基整體進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 而庫岸路基所處環(huán)境的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，僅就路基填土與地基界面的形態(tài)而言 也有很多情況，本節(jié)依據(jù)地基表面傾角與路基失穩(wěn)破壞形式的關(guān)系，分三種情況 進(jìn)行分析n 蚴1 ，即路基穩(wěn)定與后緣地質(zhì)體無關(guān)；路基后緣為坡度較緩的穩(wěn)定 巖體，且?guī)r坡坡角9 4 5 。+ r p 2 。為計算簡化，以下對整體穩(wěn)定性 的分析都是假設(shè)路基填土為均勻材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。 路基穩(wěn)定與后緣地質(zhì)體無關(guān) 支擋結(jié)構(gòu)后緣填土為無限均勻材料，路基整體可能發(fā)生如圖3 9 的圓弧滑坡n 9 1 。 圖2 3 圓弧滑動面安全系數(shù)計算簡圖 f i g 2 3c a l c u l a t i o nf i g u r eo fs a f e t yf a c t o rf o rc i r c u l a ra r cs l i ps u r f a c e 如果破裂面剛好通過擋墻基底，其穩(wěn)定安全系數(shù)可表達(dá)為： f 一( c t ，+ g t g ) + 【，2 c = 型斧 式中：當(dāng)路基在庫水浸泡作用下，其抗剪強(qiáng)度值應(yīng)該取有水作用條件下的抗剪強(qiáng) 度值c 和；g 一擋墻的重量；卜一擋墻基底滑面的長度；e 、u 1 一墻背土體對 擋墻的土壓力和水壓力；u s 一墻體外水壓力。 路基后緣為坡度較緩的穩(wěn)定巖體，巖坡坡角秒 4 5 。+ 緲2 當(dāng)支擋結(jié)構(gòu)后緣穩(wěn)定巖石坡面比較緩，巖坡的坡角0 4 5 。+ q , 2 時( 圖2 4 ) ， 一般破裂面發(fā)生在墻后填土內(nèi)，穩(wěn)定性與后緣巖體無關(guān)，同一其穩(wěn)定安全系數(shù)可 以按式( 2 1 1 ) 進(jìn)行。 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 】。 填二 u 1 ，虹t 軸k 缸 k 7e a 旮讞 = u z _。 、 圖2 4 穩(wěn)定巖石坡面( 口 4 5 。+ 9 2 時( 圖 2 5 ) ，應(yīng)按有限范圍填土計算土壓力，取巖石坡面為破裂面。此時滑動面為巖坡和 擋墻基底組成的復(fù)合滑動面a b c d ，而邊坡的整體穩(wěn)定安全系數(shù)同樣可以用式 ( 2 1 1 ) 計算乜0 2 5 1 。 圖2 5 穩(wěn)定巖石坡面( 秒 4 5 。+ 9 2 ) f i g 2 5s t a b i l i t yo f r o c ks l o p e ( 臼 4 5 。+ 9 2 ) 對庫岸路基的以上三種情況，其整體穩(wěn)定性驗算有兩種方法：按照前面研 究的滲流作用下的傳統(tǒng)條分法計算其穩(wěn)定安全系數(shù)，這時劃分條塊時，可把擋土 墻劃分成條塊，然后按照瑞典條分法或簡化b i s h o p 條分法計算其穩(wěn)定安全系數(shù)； 首先按照墻后土體破裂面的情況，計算擋土墻土壓力，然后按式( 2 1 1 ) 計算。 從以上路基擋墻的穩(wěn)定性分析可知，土壓力計算是對此類路基穩(wěn)定性驗算的 前提。 1 4 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 2 2 滲流理論與岸坡穩(wěn)定機(jī)理 水的滲流是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素。特別對于堤壩及具有較大的水頭差的 土質(zhì)邊坡來說，其危害性較大。如1 9 9 8 年長江防洪大堤在水位驟降時引起的“崩 堤”現(xiàn)象及連降大雨造成的公路邊坡滑塌事故等。早在1 9 2 3 年由t e r z a g h i 提出的 有效應(yīng)力原理就明顯地反映了地下水對土骨架間應(yīng)力的折減，滲流對邊坡穩(wěn)定的 影響有兩個方面乜8 矧： 減小了土骨架間的應(yīng)力，從而導(dǎo)致摩阻力的減小，這主要是由水的托浮力 引起的。 由滲流產(chǎn)生的動水壓力使滑動力增加，往往導(dǎo)致管涌和流土的發(fā)生，從而 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)和破壞。 經(jīng)過國際上許多學(xué)者的多年來的反復(fù)研究和爭論，認(rèn)為無論對于砂性土或滲 透性較小的粘性土，有效應(yīng)力理論無疑都是成立的。在地下水位之下，除非采用 降水措施，靜水壓力始終存在，形成水力梯度的水頭差也是始終存在的。魏汝龍 曾提出了對于相信用“不透水層”的做法防止水的滲流是不現(xiàn)實的。因此，在粘 性岸坡或粘性土層中，滲流產(chǎn)生的動水壓力是客觀存在的。即使在滲透性很小的 土層中，進(jìn)行土的穩(wěn)定分析也一樣應(yīng)考慮滲流的影響。對于滲流力的考慮，有兩 種做法t 考慮土體( 條) 周界邊界的水壓力，但采用土體的飽和重度。 采用有效應(yīng)力的觀點，即采用土體的浮重度與滲流力的組合。由此整個力 系才能平衡。 2 3 滲流對防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與變形的影響 2 3 1 滲流對土體及岸坡穩(wěn)定影響因素分析 眾多工程經(jīng)驗我們知道滲流與邊坡穩(wěn)定有很大關(guān)系。地下水在滲流壓力的作 用下，有可能帶走松散巖層、斷層破碎帶和其他軟弱結(jié)構(gòu)面中的細(xì)小顆粒，引起 邊坡失穩(wěn)。地下水滲流還可使粘土質(zhì)巖石軟化、泥化。有的巖坡和膨脹土邊坡由 于受滲流作用而造成體積膨脹，產(chǎn)生較大的膨脹壓力，造成邊坡失穩(wěn)。 邊坡失穩(wěn)的根本原因在于土體內(nèi)部某個面上的剪應(yīng)力達(dá)到它的抗剪或抗裂強(qiáng) 度，穩(wěn)定平衡受到破壞。而剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度的起因有兩個：一是由于剪應(yīng)力 的增加，二是因為土體本身抗剪強(qiáng)度的減小。土體中的滲流作用會促進(jìn)這種滑動 和破壞。比如，水庫蓄水或水位降落產(chǎn)生滲透力變化，都會引起土體內(nèi)部剪應(yīng)力 第二章庫岸路基穩(wěn)定性分析方法 的增大，隨著降雨入滲，土體含水量增大，土體強(qiáng)度也會隨之發(fā)生變化。我們將 土?？紫堕g的滲流水壓力稱為孔隙水壓力。在一般的圓弧面滑動穩(wěn)定性計算時， 沿圓弧滑動面的孔隙水壓力雖然都通過滑動圓心而不產(chǎn)生力矩，但能減少有效應(yīng) 力從而使其抗剪強(qiáng)度降低，因而對穩(wěn)定有很大的影響。 2 3 2 滲流對庫岸邊坡的作用 滲流對岸坡的作用又可以分為靜水荷載和動水荷載兩方面啪q ： 靜水荷載 當(dāng)土體中含水量增大時，土體重度也隨之增加，而且，孔隙水壓力也有可能 隨之增大，從而引起剪應(yīng)力增大和土體抗剪強(qiáng)度減小，此外飽和區(qū)還有靜水浮力 對土體的作用。 動水荷載 水流在土體中流動時，會搖曳土粒而對其穩(wěn)定造成不利影響。將水流加于土 體的力稱為滲透力： j = 九z 式( 2 1 2 ) 式中，九一水的重度；f 一水力坡降，當(dāng)坡面有順坡出流時，滲透力作用于土體， 對邊坡穩(wěn)定大為不利，對于無粘性土邊坡來講，有滲透時的安全系數(shù)比起無滲流 時的安全系數(shù)相差7 t ，其中7 和分別為土體的浮重度和飽和重度。 土體